KIRINTILI KAYAÇLAR SEDÝMANTOLOJÝSÝ Doç. Dr. A. Sami DERMAN TPAO Genel Müdürlüðü Ankara
KIRINTILI KAYAÇLAR SEDÝMANTOLOJÝSÝ TPAO GENEL MÜDÜRLÜÐÜ 22-26 Nisan, 2004 ANKARA
ÖNSÖZ Her meslek kolunda olduðu gibi jeolojide de devamlý ve çok hýzlý bir geliþim süregelmektedir. Her yeni çalýsma bilgi daðarcýðýmýza bir kýrýntý daha ilave etmekte ve bilgilerimiz çoðalmaktadýr. Bilgi çoðaldýkça yapacaðýmýz yorumlar ve daha da önemlisi jeolojik geçmiþi anlayabilme gücümüz artacaktýr. Jeolojik geçmiþteki tartýþmalar gözönüne alýndýðýnda bu gün ne kadar büyük bir yol katettiðimiz görülebilmektedir. Bir zamanlar yok sayýlan veya olmayacaðý düþünülen veya olmasý mümkün görülmeyen bir çok iþlem veya olayýn olabileceði ispatlanmýþ görünmektedir. Her þey bitmiþmidir. Hayýr aksine yeni baþlamaktadýr. Zira detaylara daha yeni inilmektedir ve gerçekler detaylarda gizlidir. Bilgisiz bir toplumun geliþmesi mümkün deðildir. Bilgi toplumlarýn en büyük gücü geliþme, geliþme de ilerlemenin itici gücüdür. Cehaletle ileri giden veya geliþen bir toplum görülmemiþtir. Bu nedenle genç kuþaklara düþen görev daima araþtýrýcý bir beyin yapýsýna sahip olmak, eldeki çalýþmalarla yetinmemek, yaptýðýný yeterli bulmamak ve daha fazlasýný yapma isteði taþýmaktýr. Bu da devamlý okumak, gözlemek, görmek ve uygulamakla mümkündür. Bunun için içlerindeki gençlik heyecanýný biraz yönlendirmeleri gerekmektir. Biraz ileri yaþtaki kuþaklara düþen görev ise bilgi birikimi ve tecrübelerini genç kuþaklara aktarmaktýr. Bilginin paylaþýlmasý gerektiðini, zenginliðin aksine bilginin paylaþýldýkça büyüdüðünü, çoðaldýðýný biliyoruz. Paylaþýlmayan ve bencil beyinlerde saklý bilgilerin, bilgiyi taþiyan insanýn yaþamý ile birlikte sona erdiðini ve bu gibi insanlarla dolu toplumlarýn sadece yerinde saydýðýný düþünmek zorundayýz. Zira bilgiye sahip olan kiþi 20-30 yýlda elde ettiði bilgileri paylaþmadýðý ve aktarmadýðý zaman, bilginin kendisi ile birlikte kaybolmasý ve bir sonraki kuþaðýn kendisinin baþladýðý noktaya geri dönmesine sebep olacak, ayný süre, ayný bilgileri elde edebilmek uðruna harcanacaktýr. Bunun yanýnda ayný düþünce yapýsýna sahip olmayan insanlar da bu bilgi düzeyine eriþemeyebilecektir. Bunun anlamý ise yerinde saymak bile deðil geri gitmektir. Sizlere önerim daima araþtýrmanýz. Bilgileri paylaþmanýz ve ekip çalýsmasý ruhunu inþa etmenizdir. Çünkü her insan herþeyi bilemeyebilir ve eksiklerini bir diðer arkadaþý tamamlayabilir. Son olarak bilim etiði üzerinde bir kaç kelime ile sözlerimi bitirmek istiyorum. Eðer aldýðýnýz herhangi bir bilgiyi kaynaðýný göstererek belirtirseniz bu size saygýnlýk kazandýrýr. Aksi ise sizi en basit tabiri ile hýrsýz yapar. Eðer kaynak gösterme alýþkanlýðý edinirseniz kimsenin emeði kaybolmayacaðý ve fikirlerin esas sahipleri gerekli krediyi alacaklarý için hiç kimse de bir diðerinden bilgi saklama gereði duymayacaktýr. Siz genç meslekdaþlarýma ve arkadaþlarýma bundan sonraki çalýþmalarýnýzda baþarýlar diliyorum ve saygýlar sunuyorum. Doç. Dr. Ahmet Sami DERMAN
Tüm çalýþmalarýmda sonsuz sabýr gösteren eþim ve çocuklarýma
Kýrýntýlý Kayaçlar Sedimantolojisi ÝÇÝNDEKÝLER Genel Konular...1 Giriþ...1 Dokanaklar...3 Ortam yorumunda kullanuýlan genel prensipler...8 Sedimanter yapýlarýn hidrolik yorumlarý...11 Giriþ...11 Akýntý çeþitleri...11 Doðrusal akýntýda oluþan katma þekilleri...12 Katman þekilleri...13 Simetrik akýntýlarda (Dalgalarda) katman þekilleri...16 Çökelme ve katmanlanma iliþkisi...17 Çökelme tipleri...18 Eðimli yüzeylerde çökelme...19 Kütle taþýnmalarý...19 Alçak doyumlu yatak yükü taþýnmasý...19 Asýltýdan çökelen sedimanlar...20 KIRINITLI KAYAÇLAR PETROGRAFÝSÝ...23 Kuvars...23 Feldispat...24 Kayaç parçalarý...26 Ýkincil bileþenler...27 Kimyasal mineraller...28 Fe-Mn Karbonatlar,...29 Diðer mineraller,...30 DÝYAJENEZ...31 Sýkýlaþma (compaction)...31 Çimentolanma (Cementation)...31 Sýcaklýk etkisi...36 ÇÖKELME ORTAMLARI...39 Alüvyon yelpaze sisteminin deðiþimi ve bunlarýn kontrolu...39 Genel kontrol...41 Yelpaze üzerindeki kanal düzeni...44 Alüvyon yelpazesi üzerinde geliþen fasiyesler...45 Alüvyon yelpazeleri üzerinde iki ana gurup fasiyes ayýrtlanabilir:...45 Alüvyon yelpazelerinin tanýnmasýnda kullanýlan veriler...46 Alüvyon yelpazeleri üzerindeki tektonik etki...47 Yelpaze deltalar...48 AKARSULAR...51 0
A. Sami DERMAN Nehir tiplerinin tanýmlanmasý...51 Morfoloji...53 Kum tümseklerinin (Bar) sýnýflamasý ve kökeni...53 Fasiyesler...55 Yorumlama...55 Kanal oygu ve dolgusu...56 Örgülü akarsularda genel düþey fasiyes modelleri...57 Kanal iþlemleri...61 Nokta tümseði modeli...61 Nokta kum tümseði çökeli (point bar)...62 Düþey kesit...62 Kanal kesilmeleri (Channel cut off)...64 DELTALAR...71 Deltalar için kavramsal çatý...71 Deltalarla ilgili önemli özellikler...72 Delta modelleri...73 Akarsu daðýtým kanalý...74 Akarsu etkili delta düzlüðünün daðýtým kanallarý arasý alanlarý...74 Gelgit etkisindeki delta düzlüðü...75 Gelgitle etkilenen daðýtým kanalý...75 Gelgit etkili delta düzlüðündeki daðýtým kanallarý arasý alanlar...76 KIYI DÜZLÜKLERÝ VE ENGEL ADALARI...84 Plaj ve Kýyý Yüzü Çökelleri...85 Plaj ve Ýliþkili Fasiyesleri...86 Gelgit Kanallarý ile Gelgit Deltasý Fasiyesleri...88 Lagün (Engel Adasý) Fasiyesleri...90 ÞELF ORTAMLARI...91 Gelgit Etkili Þelf Alanlarý...91 Fýrtýna Etkili Þelf Alanlarý...91 Okyanus Akýntýlarýnýn Etkilediði Þelf Alanlarý...94 DENÝZALTI YELPAZE SÝSTEMLERÝ...96 Türbiditler ve Ýliþkili Kaba Taneli Kýrýntýlý Çökeller...96 Türbidit Akýntýlarý ve Türbiditler...96 Jeolojik Kayýtta Türbiditler...96 Bouma Ýstifi...98 Türbidit Fasiyes Sýnýflamasý...99 Genel Denizaltý Yelpazesi Modeli...101 Derin deniz ortamlarý (Deep Marine Environments)...103 Türbidit akýntýlarý (Turbidite flows)...103 VOLCANICLASTIC KAYAÇLAR (VOLCANICLASTICS ROCKS)... 105 Volkanik kýrýntýlý kayaçlarýn sýnýflamasý (Nomenclature for volcaniclastic rocks)...106 Havadan düþerek biriken çökeller (Airfall deposits)...106 Piroklastik akýntýlar (Pyroclastic deposits)...108 1
Kýrýntýlý Kayaçlar Sedimantolojisi Piroklastik akýntýlar (Pyroclastic flows)...108 Piroklastik dalgalar (Pyroclastic surges)...109 Brecciated volcanic rocks(breþleþmiþ Volkanik Kayalar)...109 Ýþlenmiþ Volkanik Kayalar (Epiclastic volcanic rocks)...109 Çökelme ortamlarý (Depositional environments)...110 Karasal ortamlardaki Volkanik malzemeler (Volcanic material in continental environments)..110 Denizel ortamlarda volkanik malzemeler (Volcanic material in marine environments)...111 Volkanik ortamlarýn dünyadaki daðýlýmý (Global distribution of volcanic environments)...111 Eski volkanik kökenli ortamlar (Ancient volcanogenic environments)...111 Eski akýntýlar (Palaeocurrents)...112 Eski akýntý yönüð verilerinin derlenmesi (Collecting paleocurrent data)...112 Hareket yönünü gösteren yapýlar (Structures indicating direction of movement "Azimuth")..113 Kanallar (Channels)...114 Tektonik eðimle deðiþtirilen çizgisel yapýlarýn yeniden inþaedilmesi (Reconstructing a linear structure changed by tectonic tilt)...114 Tektonik eðimle deðiþtirilmiþ bir düzlemsel yapýnýn eskiye döndürülmesi (Reconsructing a planar structure changed by tectonic tilt)...115 Kývrým ekseninin etkisinin kaldýrýlmasý (Removing the effect of a plunging fold axis)...115 Sonuçlarýn çakýþtýrýlmasý ve yorumu (Plotting and interpreting the results)...115 2
Genel Konular Giriþ Kýrýntýlý Kayaçlar Jeolojisi: kýrýntýlý sedimanter kayaçlarýn oluþumu (kaynak alandan tanelerin aþýndýrýlmasý, rüzgar, akarsu ve diðer etkenlerle taþýnmasý ile çökelme alanýnda birikmesine kadar geçen olaylar), jeolojik kayýtta birbirleri ile iliþkileri (stratigrafi), çeþitliliði, fasiyesleri, sedimentolojisi, çökeldiði ortamýn yorumu (dinamik stratigrafi) akla gelmektedir. Ýster kýrýntýlý, ister karbonat olsun, bir sedimanter kayaç veya sedimanter kayaç topluluðu bugün artýk sadece harita üzerine dokanaðý çizilen, enine ve dikine kesitlerde üst üste iliþkileri gösterilen basit bir madde yýðýný deðildir. Sedimanter kayaçlar, oluþtuklarý ortam içinde meydana gelen bir çok olayýn kaydýný taþýyan yazýlý belgeler niteliðindedir. Çünkü her ortamdaki sedimanter iþlemler kendine özgü sedimanter yapýlar üretirler. Hangi tip sedimanter yapýnýn ne tür sedimanter iþlem sonucunda oluþtuðunun bilnmesi ile, kayaç içerisinde gördüðümüz sedimanter yapýlardan çökelme zamanýnda ortamda etkili olan olaylarý anlamamýz mümkün olmaktadýr. Bu belgeleri okuyabilmek, deðerlendirebilmek ve en yararlý ve kullanýþlý hale getirmek için yazýldýklarý dili öðrenmek gerekir. Ýnsanlarýn tabiatý gereði, herkesin bu dili ayný derecede öðrenmesini beklemek de pek doðru olmaz. Bugünün dünyasýnda pek çok geliþmiþ, teknoloji harikasý alet olmasýna raðmen, en verimli ve kullanýþlý bilgileri elde etmek için hala bir çekiç, bir pusula, bir mercek (genellikle 10x) ve bir petrografik mikroskop temel aletleri oluþturur. Bunlardan daha da önemlisi insan beyni ve zekasýdýr. Diðerlerinin kullanýlýþý bunlardan sonra gelir. Bir müzisyenin dediði gibi "eski bir kemanla bile çalýnacak çok iyi melodiler vardýr". Bugün artýk özellikle petrol jeolojisinde bir jeolojik disiplini alýp diðer disiplinleri gözardý etmek pek mazur görülecek bir davranýþ deðildir. Ayrýca jeoloji disiplinler arasý iþbirliðinin devamlý olmasý gereken bir bilim dalýdýr. Paleontoloji zooliji bilgisini, palinoloji botanik bilgisini, jeokimya kimya bilgisini, sedimantoloji hidrolik bilgisiini, tektonik mekanik bilgisini, bir çok jeolojik analiz ise fizik bilgisini gerektirir. Bu nedenle jeolojinin diðer bilim dallarý ile iç içe olduðu unutulmamalýdýr. Jeoloji bir bilim dalý olduðu kadar bir sanat dalýdýr. Bu meslekte yaratýcý olmak, küçük parçalardan bir bütün elde edebilmek jeoloji biliminin ayrýlmaz bir parçasýdýr. Bu nedenledir ki bir çok ülkede jeoloji bölümleri mühendislik bilimlerinden ziyade sanat aðýrlýklý bilimler içinde yer almaktadýr. Kýrýntýlý kayaçlar Kýrýntýlý kayaçlar: bir kaynak alandan ayrýþtýrýlýp koparýlan, çeþitli vasýtalarla taþýnan ve bir çökelme alanýnda biriktirilen sedimanlarýn meydana getirdiði kayaçlar için kullanýlýr. Kara üzerinde rüzgar, akarsu ve diðer jeolojik araçlar birbirlerine benzemeyen çökeller yaratmak için yan yana iþlemlerini sürdürür dururlar. Bir akarsuyun sýnýrlý kanalý içindeki iþlemler, belli tipte çökel ve sedimanter yapýlar meydana getirirken, bir rüzgarýn sýnýrlanamayan ve sýk sýk yön deðiþtiren karakteri daha deðiþik çökel tipi ve sedimanter yapýlar üretmektedir. Kýyý boyunca bir taraftan rüzgarlara baðlý dalga hareketi, kýyý boyu akýntýlarý ve gelgit, diðer taraftan ortama getirilen malzeme ve su derinliði gibi faktörlerle bu ortama özgün bazý sedimanter yapýlar ve çökel tipleri meydana getirilir. Derin denizlerde ise türbiditik akýntýlar veya kütle akmalarý kendine özgü çökeller oluþtururlar. Bu çökellerde yine kendine özgü sedimanter yapýlar gelistirirler. 1
A. Sami DERMAN Görüldüðü gibi, kýrýntýlý çökeller taþýyýcý, daðýtýcý, ve çökeltici etkenlerle oluþturulmak durumundadýrlar. Diðer bir deyiþle kýrýntýlýlar çökeltildikleri ortama baþka alanlardan getirilirler ve bu nedenle ortamýn yabancýsýdýrlar. Bu özellikler kýrýntýlýlarý karbonatlardan ayýran en önemli özelliktir. Kýrýntýlý kayaçlar ile karbonatlar arasýndaki farklýlýklar Kýrýntýlýlar çökeldikleri ortama taþýnarak getirilmiþ, yabancý (allokton), karbonatlar ise çökeldikleri ortamda oluþtuklarý için yerli (otokton) oluþuklardýr. Bu nedenle kýrýntýlýlarla karbonatlar arasýnda bazý önemli farklýlýklar gözlenir. Bu farklýlýklar aþaðýda özetlenmiþtir. _Karbonatlar çökeldikleri alanda oluþurlar, buna karþýlýk kýrýntýlýlar çökeldikleri alana çeþitli vasýtalarla taþýnarak getirilirler. _Karbonatlar 30 derece kuzey enlemi ile 30 derece güney enlemi arasýnda genel olarak çökelirken, Kýrýntýlýlarýn enleme baðýmlýlýklarý yoktur. Aþýnma ve taþýnmanýn olduðu yerlerde kýrýntýlý çökelimi de vardýr. _Karbonatlarda iklime baðýmlýlýk vardýr. Ancak kýrýntýlýlarda iklim bir etmendir, karbonatlar kadar baðýmlýlýk yoktur. _Karbonat çökelleri oldukça düzenli olmalarýna ve ani geliþen olaylarýn karbonat çökelimini durdurmasýna raðmen, kýrýntýlýlarda ani geliþen olaylar iz býrakýrlar, ancak kýrýntýlý çökelimini durdurmazlar. _Tektonik olaylar karbonat çökeliminde olumsuz, kýrýntýlý çökeliminde ise olumlu etkendir. _Karbonat çökelimi için temiz su ortamý kaçýnýlmaz bir gereklilik iken, kýrýntýlýlarda temiz su ortamý gerekliliði yoktur. Aksine kirli su demek asýltýdaki kýrýntýlý malzeme demektir ki buda kýrýntýlý çökelimi için uygun ortam demektir. _Karbonatlarda çökeldikleri ortamýn su kimyasý çok önemli iken, kýrýntýlýlar için su kimyasý o kadar önemli deðildir. Fasiyes kavramý Fasiyes kelimesi Latince face kelimesinden türemiþtir. Kelime anlamý; yüz, þekil, görünüþ, görünüm, görüþ, konu veya þartlar demektir. Fasiyes kelimesi tüm bunlarýn bir özetidir. Jeologlar tarafýndan çok çeþitli þekillerde kullanýlmýþtýr. Fasiyes terimi ilk defa Ýsviçreli jeolog Gressly (1838), tarafýndan Jura daðlarýndaki st Jura katmanlarýný tanýmlamak için kullanýlmýþtýr. Fasiyes terimi yayýnlarda çok geniþ anlamda kullanýlmaktadýr. Bazan gözlemsel anlamda kullanýlmakta, bir kumtaþýný belirtmek için kumtaþý fasiyesi denmektedir. Bazan bir iþlevi belirtmek için kullanýlmakta ve türbidit fasiyesi denmektedir. Akarsu fasiyesi bir ortamý belirtmek için kullanýlmaktadýr. Sýð denizel fasiyes bir ortamýn bir kýsmýný belirtmek için kullanýlabilmektedir. Fasiyes terimi sedimanter kayaçlar dýþýnda baþka alanlarda da kullanýlmaktadýr. Tektonik anlamda post orojenik fasiyes, molas fasiyesi ve fliþ fasiyesi terimleri kullanýlmaktadýr. Bazan da metamorfizmanýn derecesini belirtmek için kullanýlmaktadýr; yeþil þist fasiyesi, mavi þist fasiyesi gibi. Sismik çalýþmalarda ise belli sismik karakterler sunan zonlar için kullanýlmýþtýr. Bu deðiþik kullanýmlar içinde, kullandýðýmýz fasiyes terimini ne anlamda kullandýðýmýzý bilmemiz ve bunu belirtmemiz gerekir. Dikkat etmemiz gereken nokta, kavramýn yanlýþ kullanýmýndan kaçýnmaktýr (her türbiditik istif için fliþ terimini kullanamayacaðýmýz gibi). Fasiyes kavramýný burada sedimanter kayaçlarýn çalýþýlmasý sýrasýndaký kullanýmý ile sýnýrlý tutacaðýz. Buna göre Fasiyes, belli bir stratigrafik birimin litolojisi, sedimanter yapýlarý ve fosil içeriði ile ilgili karakterlerinin tümüdür. 2
Kýrýntýlý Kayaçlar Sedimantolojisi Fasiyes iliþkileri Sedimanter kayaçlardaki, fasiyes iliþkileri Walther Kuralý (Walther's law) diye bilinen kural içinde en güzel þekilde ifade edilmiþtir. Birçok jeolog tarafýndan pek bilinmeyen, bilinse de pek önemsenmeyen bu kural, fasiyes iliþkilerinin temelini oluþturur. Walther "düþey bir stratigrafik istifte üst üste gördüðümüz fasiyes ve fasiyes topluluklarýnýn, çökelme zamanlarý içinde yan yana çökelmiþ fasiyesler olduklarýný" ifade etmiþtir. Ancak bu kuralýn uygulanabilmesý için istifte herhangi bir kesikliðin (fay, diskordans v.b.) olmamasý gerekir. Blok diyagramda gösterilen ortamlarýn ürünü olan kayaçlar stratigrafik istifte üst üste gösterilmiþlerdir. Bu bir transgresif istif için bu þekilde gösterildiði gibidir. Regresif bir istifte ise bunun tam tersi olacak ve denizeller üzerine karasal birimler geleceklerdir. Þekil deki iliþki, görülen fasiyeslerin deniz seviyesi deðiþimleri, ortama gelen malzeme miktarý ve basen subsidansý arasýndaki dengeye baðlý olarak birbirlerini üzerlemeleri sonucunda geliþir. Malzeme geliminin fazla olmasý durumunda (malzeme geliþi, deniz seviyesi yükselimi+ basendeki çökme miktarýndan fazla), karasal fasiyesler deniz yönünde ilerliyerek gölsel fasiyesleri ve kýyý fasiyeslerinin üzerine gelecek, bu fasiyeslerde denizel fasiyesleri üzerleyeceklerdir (regresif istif). Eðer malzeme geliþi az, (az malzeme geliþine karþýlýk, deniz seviyesi yükselimi+ basen sübsidansi fazla) ise, bu durumda Denizel fasiyesler sýð denizel ve gölsel fasiyesleri onlarda karasal nehir çökellerini ve alüvyon yelpaze çökellerini üzerleyecektir. Bu ise bir transgresyonu temsil edecektir. Dokanaklar Dokanaklar iliþkileri bir çok çalýþmada özensiz kullanýlmaktadýr, çünkü dokanak iliþkileri çoðunlukla dokanaðý meydana getiren etkenler gözardý edilerek tanýmlanmaktadýr. Diðer bir deyiþle fasiyesler arasýndaki iliþkiyi çözemeyen kiþi dokanaðý gözardý etme eðilimine girmektedir. Genel olarak üç çeþit dokanaktan söz edilebilir: geçiþli, keskin, ve aþýnmalý. Keskin ve aþýnmalý dokanak tiplerinde genellikle fazla sorun yaþanmamaktadýr. Ancak geçiþli dokanakta çoðunlukla hatalara düþülmektedir. Bazan bir karasal birim bir denizel birimle üzerlendiðinde arada bir uyumsuzluðun olmasý gerektiðini söyleriz. Bu durum her zaman geçerlimidir? Tabi ki hayýr. Eðer bir karasal birim deniz o alana ulaþmadan çökelimini tamamlamýþ sonra o alaný deniz istila etmiþse bir uyumsuzluktan bahsedilebilir. Eðer deniz bir alaný kaplamaya baþladýðýnda karasal çökelimde hala devam ediyor idiyse, bu karasal birimle bu denizel birim arasýnda bir geçiþten söz etmek mümkündür, ancak sorun dokanaðýn nereye konmasý gerektiðinde çýkmaktadýr. Denizin bir kara alanýný istila etmesi ile bir uyumsuzluk geliþmektedir ve bu uyumsuzluk genellikle ilk denizel etkinin gözlendiði seviyede olmalýdýr. Bu dokanaktan sonrasý geçiþli olarak yorumlanabilir. Çünkü bu durumda karasal çökelim ile denizel çökelim ayný zaman dilimi içinde ve eþ zamanlý olarak çökelmiþlerdir. Bir çok çalýþmada bu dokanaðýn geçiþli olduðu kabul edilmekte ve aradaki uyumsuzluk gözardý edilmektedir. Dönemsellik ve istifler (fasiyeslerin birlikteliði) Dönemsellik, fasiyes örneklerinin (veya birlikteliklerinin) birbirlerini takibederek tekrarlanmasýdýr. Belli bir iþlem sonucu oluþan fasiyes veya fasiyes gruplarýnýn zaman içinde tekrarlanmasý dönemsellik olarak anýlýr. Sebebi konusunda hala tartýþmalar devam etmektedir. Bu tartýþmalarda esas sorulmasý gereken soru þudur: Meydana gelen dönemselliði oluþturan etken nedir? Dönemsellik basen çökmesindeki tekrarlanmadanmý, kaynak alandaki yükselmedeki yinelenmedenmi, iklimdeki deðiþmelerdenmi, deniz seviyesindeki 3
A. Sami DERMAN Þekil 1: "düþey bir stratigrafik istifte üst üste gördüðümüz fasiyes ve fasiyes topluluklarýnýn, çökelme zamanlarý içinde yan yana çökelmiþ fasiyeslerdir" Bu ifade Walther kuralý olarakbilinir. Geçiþli dokanak örnekleri: solda kireçtaþý-þeyl geçiþi, saðda ise kumtaþý-þeyl geçisi þematik olarak gösterilmiþtir. Keskin ve aþýnmalý dokanaðýn þematik gösterilimi. Soldaki þekilde Kireçtaþýnýn altýndaki ve üstündeki birimlerle dokanaðý keskindir. Saðdaki þekilde ise çakýltaþlarý ile tabanýnda yer alan kumlu kireçtaþý arasýndaki dokanak aþýnmalýdýr. Bir karasal birim ile üzerine gelen denizel birim arasýnda iki tür dokanak mümkündür. Birincisi: Karasal birim denizin o alana geldiði anda çökelimine devam etmektedir. Bu durumda dokanak geçiþli olacaktýr. Ýkincisi: Karasal birim deniz o alana gelmeden çökelmiþtir. Bu durumda dokanak uyumsuz ve keskin olacaktýr. Ancak bir çok alanda alttaki karasal birim ile üzerine gelen denizel birim arasýndaki dokanak geçiþli çizilmekte ve geçiþli olarak yporumlanmaktadýr. Bu ise yanýlgýlara sebep olmaktadýr. Dokanaðýn üzerindeki denizel birimde alttaki birimden malzeme almasý nedeniyle kýrmýzýlanma gözlemlenebilir. Dokanak ilk denizel etkinin gözlendiði noktadan geçirilmelidir. 4
A. Sami DERMAN Belli kayaç tiplerinin oluþturduðu birlikteliklerin ardalanýmý dönemsellik (cyclicity) olarak adlandýrýlmaktadýr. Bu birden fazla herhangi bir kayaç grubu olabiilir. deðiþimlerdenmi, yoksa basene gelen sediman miktarýndaki deðiþimlerdenmi kaynaklanmaktadýr? Sedimantasyon normal, duraylý, ve devamlý bir iþlemdir fikrinden yola çýkarak dönemsellik kavramý geliþtirilmiþtir. Devamlý çökelimin dýþýnda, arada geliþen, devamlý ve düzenli çökelime aykýrý, seyrek geliþen olaylarýn dönemselliði yarattýðý ortaya atýlmýþtýr. Bu seyrek geliþen olaylar bir çok faktöre baðlý olduðu için önemlidir. Bir fasiyesi komþu fasiyeslerle birlikte yorumlamanýn avantajlarýnýn olduðunu dönemsellik kavramý göstermiþtir. Birlikte bulunan fasiyesler veya fasiyes gruplarý kökensel ve ortamsal olarak iliþkidedirler. Fasiyes birlikteliði bütün ortamsal yorumlarda ana unsuru teþkil etmektedir. Kýrýntýlý kayaçlarda iki önemli tip istif vardýr: Bunlardan birincisinde tane boyu istifin altýndan üstüne doðru incelir (bunlara istif yukarýya tane boyu incelen istif "fining upward sequence" denir). Keskin ve aþýnmalý bir tabana sahiptirler (þekil-3). Ýkincisinde ise tane boyu istifin altýndan üstüne doðru irileþir (istif yukarýya doðru tane boyu irilesen istif "coarsenin upward sequence" diye bilinir). stte keskin ve aþýnmalý bir dokanaða sahiptirler. Bunlarýn her ikiside sahada, saha kesitlerinde, kuyuda, elektrik loglarýnda tanýnabilir. Tane boyu çok basit anlamda, çökelme zamanýndaki ortam enerjisini yansýttýðý için yukarýya doðru tane boyu irileþen istif enerjideki artýþý, tane boyu yukarýya doðru incelen istif ise enerjideki azalýþý gösterebilir. Bir basendeki basen çökmesi, deniz seviyesi yükselimi ve basene gelen malzeme miktarý arasýndaki dengeye baðlý olarak çeþitli durumlar meydana gelebilir. Bunlar sýrasýyla yukarýdan aþaðýya þekilde gösterilmiþtir. Transgresyon, regresyon ve duraðan. 5
A. Sami DERMAN Kýrýntýlý çökelimini etkileyen faktörler Bir alanda kýrýntýlý çökeliminin olabilmesi için ortama malzeme getirilmesi gerekir. Malzeme kaynak alandan aþýndýrýlma ve taþýnma iþlemleri sonucunda ortama getirilir. Malzeme aþýnma ve taþýnmasýnýn fazla olmasý, sýnýrlý olmasý veya ortama getirilen malzeme cinsi, ortamda sonuçta çökelecek kýrýntýlý malzeme miktarý ve cinsini tayin edecektir. Aþaðýda anlatýlacak olan ve kýrýntýlý sedimantasyonunu etkileyen faktörler birbirleri ile iliþkili ve bazen biri diðerini kontrol eden faktörlerdir. Bu faktörler: _Sedimanter iþlevler _Sediman temini _Ýklim _Tektonik _Deniz seviyesi deðiþimleri _Biyolojik etkinlik _Su kimyasý _Volkanizma _Kaynak alan jeolojisi _Roliyef _Akaçlama alaný _Bitki örtüsü a. Sedimanter iþlemler Ortamda etkin olan sedimanter iþlemler, ortamdaki fasiyes daðýlýmýný kontrol eder. Örneðin bir delta ortamýnda, daðýtým kanalýnda etkin olan iþlevler kanal kumlarýný oluþtururken, taþkýn ovasýndaki iþlevler farklý karakterler sunan taþkýn ovasý çökellerini oluþtururlar. Fýrtýna iþlevleri bir alanda normal þartlarda geliþemeyen çökelleri oluþturabilirler. b. Sediman temini Ortama getirilen sediman miktarý ve sedimanýn karakteri, ortamdaki fasiyesi oluþturmakta temel faktörü teþkil eder. Örneðin, bir ortama getirilen malzeme miktarýnýn fazla olmasý, deniz seviyesindeki yükselme ve basendeki çökmeye (sübsidance) raðmen sediman kütlesinin deniz yönünde ilerleyerek baseni doldurmasýna yol açar. Yine bir ortama tamamen ince taneli malzeme veya kaba taneli malzeme gelmesi halinde geliþen fasiyesler farklý olacaktýr. Ayrýca ortama gelen malzeme miktarý su derinliði ve ortamý kontrol eder. Sedimanlar iki kaynaktan temin edilir. Basen dýþý ve basen içi olarak adlandýrýlan bu kaynaklar farklý malzeme üretirler. Basen dýþý kaynaklar genel olarak kýrýntýlý malzeme üretirler. Kaynak alandan türeyen malzemenin tipi; kaynak alan jeolojisi, topoðrafyasý, iklimi ve tektonik tarafýndan kontrol edilirler. Basen içinden türeyen sedimanlar esas itibariyle biyokimyasaldýrlar ve kimyasal yaðmurlanma, bitki ve hayvan büyümesi veya basen içinde çökelen malzemenin erozyonu ile oluþurlar. Oluþan malzemenin tipi ise iklim, su kimyasý, tektonik ve eustasy ile kontrol edilir. Temin edilen sediman, basen çökmesi (subsidance) ve deniz seviyesi deðiþimi arasýndaki dengeye baðlý olarak üç durum gözlenebilir. 1. Transgressif (karaya doðru gerileyen kýyý çizgisi-retrogradational) 2. Regressif (denize doðru ilerleyen kýyý çizgisi-progradational) 6
Kýrýntýlý Kayaçlar Sedimantolojisi 3. Duraðan (deniz seviyesinin konumuna baðlý olarak fasiyes kuþaklarýnýn belli alana sýnýrlý kalmasý) Sonuç olarak sediman miktarý, sediman modelleri geliþtirmekte kritik öneme sahiptirler. c. Iklim Ýklim Kýrýntýlý çökelimini etkileyen en önemli etmenlerden birisidir. Çünkü iklim yaðýþ miktarýný, kaynak alandaki aþinmayý ve aþindirilan malzemenýn taþýnmasý için gerekli su miktarýný tayin eder. Kurak ve az yaðýþ alan bir alanda çok fazla miktarda malzeme taþýnmaþý mümkün olmayacaktýr, veya taþýnma olayý sadece yaðýþlý mevsimlerle sýnýrlý kalacaktýr. Bol yaðýþ alan alanlarda ise bol yaðýþ bol sellenmeyi, bol sellenme ise bol bol malzeme taþýnmasýný saðlayacaktýr. Ayrýca bir alandaki rüzgar þiddeti ve miktarý bazý fasiyesler üzerinde önemli olacaktýr. Bir alanýn kurak veya yaðýþlý olmasý da geliþecek olan fasiyesler üzerinde etkili olacaktýr. Sýcaklýk göstergesi olarak kullanýlan veriler; evaporitler, eski toprak zonlarý, bazý oolitler, ve tillitlerdir. Yaðýþ göstergesi olarak kullanýlan veriler ise; bitki örtüsü, bol kumlu fasiyesler v.b. dir. d. Tektonik Sediman temini için gerekli coðrafik çatý, iklim ve ortam büyük ölçüde tektoniðe baðýmlýdýr. Çünkü tektonik olaylar bir alandaki topoðrafik farklýlýklarýn oluþmasýný kontrol ederler. Ancak tektonik etkisiyle geliþen yerel fasiyes deðiþimlerini, faylarýn düþey hareketleri veya bloklarýn eðilmeleri sonucunda kontrol edebilirler. Eðer yüksek topoðrafik farklýlýklar oluþmuþsa, bu fazlaca aþýnmayý, yüksek akarsu eðimini, bol malzeme taþýnmasýný ve malzeme temin edilmesini saðlayacaktýr. Küçük topoðrafik farklýlýklar düþük akarsu eðimini, az ve ince tane boylu malzeme taþýnmasýna sebep olacaktýr. e. Deniz seviyesi deðiþimleri Göreceli deniz seviyesi deðiþimleri bir çok etkene baðlý olarak geliþir. Bu etkenler: a. sediman kütlesinin denize doðru ilerlemesi (fazla sediman gelimi nedeniyle kýyý çizgisinin denize doðru ilerlemesi), b. düþey hareketler veya kýtasal bloklar ile litosferik plakanýn eðilmesi, c. izostatik çökme, d. buzullaþmaya baðlý olarak okyanus suyu hacmýndeki deðiþimler, e. dünya ölceðinde tektonik rejimdeki deðiþimler ve f. okyanus ortasý sýrtlarýn hacmýndaki deðiþimler olarak sýralanabilir. f. Biyolojik etkinlik Biyolojik etkinlik karbonatlar için büyük öneme sahiptir. Kýrýntýlar için ise biyolojik etkinlik aðaç kökleri, hayvanlar, bitkiler (bitki örtüsü aþýnmayý engeller), bakteriler (toprak oluþumunda önemlidirler) olarak sayýlabilirler. Organizmalar suyun Eh ve Ph'sýný kontrol etmede etkindirler. 7
A. Sami DERMAN g. Su kimyasý Deniz ve göl suyunun tuzluluk ve bileþimi bir yerden diðerine ve bir zamandan diðer zamana deðiþir. Su kimyasý karbonat çökelimini doðrudan kontrol eder. Ayrýca diðer kimyasal ve biyolojik çökelmeyi de kontrol ederler. h. Volkanizma Volkanik aktivite sediman ve çözeltideki iyonlar için kaynak oluþtururlar. Sýcak yastýk lavlarýn deniz suyu tarafýndan çözülmesi, metalce zengin hidrotermal sývýlarýn çýkmasý, ve deniz suyu ile karþýlýklý deðiþim yapan kil minerallerinin oluþumu, pelajik ortamlardaki sedimantasyon üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. i. Kaynak alanýn jeolojisi Kaynak alanýn jeolojisi, taþýnarak getirilen malzeme tipi ve cinsini tayin eder. Tamamen metamorfiklerden türeyen malzeme ile kireçtaþý kaplý bir alandan türeyen malzeme farklý olacaktýr. j. Topografik farklýlýklar (Röliyef) Yukarýda belirtildiði gibi tektonik topoðrafyayý, topoðrafya akarsu eðiminden malzemenin aþýndýrýlmasýna kadar pek çok þeyi kontrol eder. Olgun bir akarsu ile genç bir akarsuyun etkileri süphesiz ki taþýnan malzemenin boyutundan yuvarlanmasýna kadar pek çok özelliðin geliþmesi üzerinde farklý etkilere sahiptir. k. Akaçlama alanýnýn geniþliði Kaynak alanýn geniþliði taþýnan malzeme miktarýný tayin eder. Kaynak alan geniþliði ile taþýnan malzeme miktarý arasýndaki iliþki doðru orantýlýdýr. Kaynak alanýn geniþliði arttýkça ortama getirilen malzeme miktarý artabilir. Alan geniþledikçe taþýnma mesafesi uzayacaðýndan tanelerin yuvarlanma ve olgunlaþma olasýlýðý artacaktýr. l. Bitki örtüsü Bilindiði gibi bitki örtüsü aþýnmayý kontrol eden en önemli faktorlerden bir tanesidir. Bitki örtüsünün yoðunluðu aþýnmanýn miktarý ile ters orantýlý olarak deðiþir. Yani bitki örtüsü arttýkça sellenme ile taþýnan malzeme miktarý azalýr. Ancak bitki örtüsü jeolojik anlamda ayrýþma ve aþýnma için de önemli bir etkendir. Bitki kökleri malzemenin parçalanmasýna, taneli ve killi malzemenin oluþmasýna yardým eder. Ortam yorumunda kullanuýlan genel prensipler Eski çökel ortamlarý yorumlamak için bazý prensipler ve yaklaþýmlar söz konusudur. Bu prensiplerin üçü aþaðýda sýralanmýþtýr: a. Tekduzelik, deðiþmezlik prensibi, b. Basitlik prensibi, c. Walther'in katmanlarýn istiflenmesi kuralý 8
Kýrýntýlý Kayaçlar Sedimantolojisi a. Tekdüzelik, deðiþmezlik kuralý Bu kavram içerisinde, yeryüzünde ani geliþen olaylarýn varlýðý ve yaygýnlýðý tartýþmasýna karþýlýk iki yaklaþýmla çözüm önerilmektedir; 1. Yeryüzü tarihi, bugün hala etkili olan doðal kuvvetlerle açýklanabilir, 2. Dünya tarihi ani geliþen bir seri olaydan ziyade uzun bir olaylar zincirinden oluþur, Modern jeoloji bu kavramlar üzerinde oturmaktadýr ve bu temeli sarsacak yeterli bir istisna yoktur. Tekdüzelik ve deðiþmezlik prensibinin anlaþýlmasýnýn tek zorluðu, belkide doðal iþlemlarin zaman içerisinda meydana geliþ sýklýklarýný ve bu iþlemlarin kendilerini tam olarak kavrayamamamýzdan kaynaklanmaktadýr. rneðin, Ekvatorda yaþayan bir jeolog bir buzul çökelini ve deniz seviyesi deðiþimlerinin tarihini açýklamakta büyük güçlüklerle karþýlaþabilir. zellikle, sedimanter iþlemlerin tüm jeolojik tarih boyunca ayný özellikte ve yer tarihinin bir parçasý olduklarý düþünülebilir. rneðin gravite alaný her yerde ayný gibi görünüyor. Temel olarak katý, sývý, ve gazlarýn aðdalýlýk (viscosity), ve yoðunluklarý (density), aynýydý diyebiliriz. Prekambriyenden bugüne kadarki çökellerdeki sedimanter yapýlar, o zaman etkin olan iþlemleri yansýtýrlar. Bu günkü yapýlarla karþýlaþtýrýldýðýnda ayný olduðu sonucuna varýlýr. Ayrýca jeolojik tarih boyunca görülen geliþimle ilgili deðiþimler vardýr. zellikle karbonatlarý oluþturan bileþenlerde önemli deðiþiklikler gözlenir. Devoniyenden önce önemli, karmaþýk kara bitkileri geliþmemiþti. Bazý veriler dünyanýn geliþim tarihi boyunca oksijeni az bir ortamdan oksijeni bol bir ortama doðru deðiþmektedir. Sedimentolojik anlamda yaþlý Kayaçlarda pirit, Kýrýntýlý uranitit ve diðer kolayca oksitlenen mineraller bol iken, oksitlenmis demir mineralleri sadece genç sedimanlarda bulunur. b. Basitlik kuralý Basitlik kuralý ekonomi prensibi olarak ta adlandýrýlmaktadýr. Jeolojide bu prensip, kesin deneyler yoluyla kolayca yaklaþýlamayan, çok ve çeþitli gözlemlere dayalý bir bilimde, çoklu savlarý ve muhtemel açýklamalarý ifade etme yolu olarak bilinir. Bu kural, doðru karar verme ve seçim yapmada bizi daha fazla gözlem yapmaya yöneltir. Belli bir savý inþa ederken ve bu savlar arasýnda seçim yaparken basitlik prensibi kullanýlýr. Bazen en basit çözümün en iyi çözüm olduðunu söyleyenlerde vardýr, ancak basitlik görüþü tecrübenin bir fonksiyonudur. Bu basitlik kuralý, olaylarda ve olaylarý yaratan iþlemlerde basitlik deðil, olaylarýn yorumunda yaklaþýmlarda basitlik olarak alýnmalýdýr. c. Walther'in katmanlarýn istiflenmesi kuralý Walther'in katmanlarýn istiflenmesi kuralý, stratigrafi ve sedimentolojinin temel taþlarýndan birisidir. Sedimanter istifler zaman içinde birbirine komþu ortamlarýn göçü yoluyla oluþurlar. Bu göç deðiþik nedenlerle geliþebilir. Walther'in katmanlarýn istiflenmesi kuralýnýn esas ifadesi; bu gün bir stratigrafik istifte üst üste gördüðümüz fasiyeslerin çökelme zamanlarýnda birbirleri ile yanyana bulunan fasiyesler olduklarý þeklindedir. Bu fasiyesler zaman içinde yer deðiþtirerek birbirlerini üzerlerler. Bu kuralýn geçerli olabilmesi için stratigrafide kesiklik olmamasý gerekir. Yani çökelmede önemli bir kesiklik (diastem, unconformity) olmamasý gerekir. Bunlar içinde bazý alt ortamlar tüm alan içinde az bir yer kapladýklarý için istisnadýrlar. Kanal veya sýð 9
A. Sami DERMAN kumlar bu ortamlarýn bir parçasýdýrlar. Bu nedenle sadece kanal deðil, ortam bir bütün olarak deðerlendirilmelidir. 10
Kýrýntýlý Kayaçlar Sedimantolojisi Sedimanter yapýlarýn hidrolik yorumlarý Giriþ Su ve hava gibi akýþkanlar, gevþek, tutturulmamýþ sedimanlar üzerinde taneleri taþýyabilecek hýza eriþtikleri zaman, çok çeþitli katman geometrileri oluþturmaya baþlarlar. Bu nedenle doðada var olan akýntý tipleri ve bu akýntýlarýn oluþturduklarý katman geometrileri ile katman þekillerinin iliþkilerinin incelenmesi jeolojik kayýtta korunmuþ olan sedimanter yapýlarýn anlaþýlmasý ve yorumu için kritik öneme sahiptir. Katman þekilleri ve katman tipleri neden önemlidir? Katman þekillerinin çoðunluðu jeolojik kayýtta korunmuþ olduklarý için o katmanýn çökeldiði zamandaki çökelme koþullarý hakkýnda önemli bilgiler sunarlar. Ýlksel sedimanter yapýlar olarak korunan bu özellikler ortam yorumlarýnda ana ögelerden birisini oluþtururlar. Akýntýlarla oluþturulan sedimanter yapýlar oldukca yaygýndýrlar. Çünkü bir çok ortamda, akýntýlar taneleri katman yüzeyi üzerinde taþýyacak ve sedimanter yapý oluþturacak kadar kuvvetlidirler. Akýntýlarla oluþturulan sedimanter yapýlar, sedimanýn tane boyu, kendilerini oluþturan akýntýnýn tipi, akýntýnýn hýzý, ve su derinliðine baðýmlý olduklarý için deðiþik özellikler sunarlar. Bu özellikleri ile de deðiþik ortamlar için önemli ipuçlari elde etmemize yardýmcý olurlar. Ýlksel sedimanter yapýlardan hidrolik yorum yaparken bazý kabuller yapýlmak zorundadýr. Bu kabullerden önemli iki tanesi aþaðýda sýralanmýþtýr. i. Belli tipte katman yüzeyý üzerindeki akýntý, belirgin özellikler sunan katman þekilleri oluþtururlar. ii. Ayný tipte akýntý koþullarý, detayda farklý olmalarýna raðmen ayný ortalama özellikleri göstereceklerdir. Bu kabullerin test edilmesi için, doðal ortamlarda ve yapay akýntýlarda katman þekli, akýntý tipi, tane boyu ve derinlik ile akýntý hýzý arasýndaki iliþkinin gözlenmesi gerekir. Sedimanter yapýlarýn hidrolik yorumlarýna geçmeden önce, akýntý tipleri ve akýntýlarýn özellikleri aþaðýda özetlenecektir. Akýntý çeþitleri Genel olarak doðada iki tip akýntý vardýr. Bunlardan birincisi doðrusal akýntýdýr (linear flow). Doðrusal akýntý bir yönde (akarsularda olduðu gibi) veya iki yönde (dalgalarda olduðu gibi birbirinin aksi yönde) geliþebilir. Ýkincisi ise çok yönlü hareket eden akýntýdýr (türbiditlerde olduðu gibi-multi directional flow). a. Doðrusal akýntýlar (linear flow) Bu tip akýntýlar tek boyutta, bir hat boyunca hareket ederler. Bu hareket tek yönde veya iki yönde olabilir (þekil-2). Bu tip akýntýlarýn iki uç üyeleri vardýr: i. tek yönlü akýntý(kanala sýnýrlý akýntýlar) ii. iki yönlü (dalgal hareketi ile oluþturulaný) akýntý. Bu iki tip akýntý arasýnda birleþik akýntý denen bir akýntý vardýr ki bu tip akýntý yukarýda belirtilen iki akýntý tipinin birleþik bir tipidir. Bu akýntýlara akýntý hýzý ya deðiþmez, ya da zaman zaman azalan veya çoðalan miktarlarda deðiþir. 11
A. Sami DERMAN Þekil 2: Akýntý katmanlarý arasýnda karýþma olmayan akýntý laminalý akýntý (üstteki resim), katmanlarýn birbiri ile yüksek oranda karýþtýðý ve etkilendiði akýntýya (alttaki resim) ise türbülant akýntý (dolaþýk akýntý) denmektedir. Dalgalý akýntý iki yönde hareket eden bir akýntýdýr ve dalgalarda meydane gelen akýntý bu tiptedir. b. Çok yönlü akýntý (Multidirectional Flow) Bu tip akýntýlarda akýntý birden çok yönde hareket eder. Diðer bir deyiþle akýntý tek boyutta deðilde iki veya üç boyutta hareket eder. Çok yönlü akýntý belirli tipi sýð deniz ortamlarýnda veya rüzgar ortamlarýnda sedimanlarýn hareket ettirilmelerinde önemlidirler. Rüzgarlar, fýrtýna dalgalarý, dalgalara farklý yönde esen rüzgarlarýn meydana getirdiði kýyý boyu akýntýlarý ile türbidit akýntýlarý bu tip akýntýlarýdýr. Doðrusal akýntýda oluþan katma þekilleri Doðrusal akýntýlarda oluþan katman þekillerini çalýþmanýn faydasý, deðiþen akýntý hýzlarýnda oluþan çeþitli katman tiplerini ve bu deðiþime baðlý olarak geliþen istifleri öðrenmektir. Çünkü belli tane boyundaki kumlar üzerinde (0.5 mm. diyelim) durgun baþlayarak, gittikçe hýzý artan akýntýlar oluþturduðumuzda sýrasýyla aþaðýdaki katman þekilleri oluþur: 1. Baþlangýçta katman yüzeyinde hareket gözlenmez 2. Kýrýþýklar (ripýllar) gözlenmeye (oluþmaya) baþlar 3. Kumullar (dune) oluþurlar 4. Düzlemsel katmanlar oluþurlar 5. Aykýrý kumullar (antidune) oluþurlar Çalýþmalar sonucunda, akýntý hýzý, sedimanýn taþýnma þekli ve katman yüzeyinin akýntýya karþý direnme özelliði gözönüne alýnarak iki tip akýþ rejimi olduðu ortaya konmuþtur; a. alt akýþ rejimi b. üst akýþ rejimi 12
Kýrýntýlý Kayaçlar Sedimantolojisi Katman þekillerinin ortam yorumunda kullanýlmalarýnýn sebebi, katman þekillerinin oluþumlarýnýn akýntý kuvveti ile sýký sýkýya baðlý olmalarýndan gelmektedir. Bir akýntýyý tanýmlayabilmek için akýntýyý kontrol eden deðiþkenin tariflenmesi gerekir. Bu iki deðiþkenden birincisi akýntýnýn düþey ölçeði, diðer bir deyiþle akýntýyý oluþturan su derinliði; ikincisi ise akýntýnýn kuvveti, diðer bir deyiþle akýntýnýn hýzý veya akýntýnýn sediman ile su dokanaðýnda oluþturduðu makaslama kuvvetidir. Bir anlamda hýz ile bu makaslama kuvveti akýntýyý tanýmlamada birbiri yerine kullanýlabilir. Ancak makaslama kuvveti yerine hýzýn kullanýlmasýnýn avantajlarý vardýr. Dolayýsýyla akýntýyý tanýmlamakta akýntý derinliði ve akýntý hýzýný kullanacaðýz. Katman þeklini karakterize eden yedi deðiþken vardir: a. akýntý kuvveti b. akýntý derinliði c. akýþkanýn aðdalýlýðý(viscosity) d. akýþkan yoðunluðu e. sedimanin tane boyu f. sedimanin yoðunluðu g. yer çekimi(gravity) Sedimanýn boylanmasý ikinci derecede önemli olduðu için listeye konmamýþtýr. Ancak akýntýyý taþýyan kanalýn enine kesiti ve kanalýn þekli (düz veya kavisli) önemli olabilir. Katman þekillerinin oluþumu hakkýnda çoðu bilgilerimiz labaratuvarda yapýlan deneylerden elde edilmiþtir. Labaratuvar koþullarýnda kullanýlan akýþkan su, sediman ise kuvars kumu olduðu için, suyun aðdalýlýðý (viscosity) ve yoðunluðu sabittir. Kuvarsýn yoðunluðu belli olduðu için sediman yoðunluðu da sabittir. Sonuçta katman þeklini labaratuvar koþullarýnda kontrol eden üç deðiþken kalýr. Bu üç deðiþken derinlik, hýz, ve sedimanýn tane boyutudur. Bu nedenle labaratuvar sonuçlarý, katman þekilleri için, deðiþik tane boylarýnda hýz derinlik-diyagramlarý þeklinde ifade edilmektedir. Önce tek boyutlu, tek yönlü akýntýda, katman þekillerinin, artan hýz ve deðiþen sediman tane boyutlarýndaki deðiþimi incelenecektir. Burada dikkat çekici olan nokta, küçük kýrýþýklarýn 0.03-0.6 mm. arasýndaki tane boylarýnda geliþmesi, iki boyutlu kýrýþýkelarýn 0.3 mm den iri tane boylarýnda, üç boyutlu kýrýþýklarýn ise 0.2 mm. den iri tane boylarýnda ve üst düzlemsel katmanýn ise 0.6 mm. den iri tane boylarýnda geliþmesidir. Katman þekilleri a. Küçük kýrýþýk Küçük kýrýþýklar akýntý aþaðýya göç eden küçük ölçekli katman þekilleridir. Tepe noktalarý arasýndaki uzaklýk birkaç on santimetreden azdýr. Yükseklikleri ise birkaç santimetreden azdýr. Akýntý yukarý olan yüzeyleri alçak eðimli, akýntý aþaðý yamaçlarý ise daha dik eðimlidir. Yükseklik geniþlik oraný 1:10 cývarýndadýr (Þekil 3) Kýrýþýklar küçük akýntý hýzlarýnda oluþurlar. Kýrýþýk geometrisinin derinliðe baðlý olarak deðiþimi, akýntýyý oluþturan su derinliðinin kýrýþýk yüksekliðinin birkaç misline ulaþtýðý durumlarda ihmal edilir düzeydedir. Diðer bir deyiþle pek fazla deðiþim görülmez. Fakat su derinliði birkaç santimetreye kadar düþtüðünde kýrýþýklar yüzey dalgalarý ile eþleþerek( uyumlu hale gelerek) þekillerinde önemli deðiþiklikler meydana gelir. 13